FR2623951A1 - LINEAR AMPLIFIER HYPERFREQUENCE WITH VERY LARGE BANDWIDTH - Google Patents
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Abstract
Un amplificateur linéaire hyperfréquence est décrit : sa bande passante est égale à celle des transistors qui le constituent, sans être limitée par les circuits de polarisation habituels qui comportent des selfs et des capacités à faible bande passante. Dans cet amplificateur qui comporte au moins un transistor d'entrée 1, la polarisation de grille, au repos, est assurée par un circuit de type BFL 7, 8, 9, 10, 12, généralement utilisé en logique, dont la sortie est rebouclée sur l'entrée. Le signal d'entrée VI est appliqué à la fois sur le transistor inverseur 7 du BFL et sur le transistor d'entrée 1. Le même circuit BFL utilisé dans un étage d'amplification 1 + 13 assure l'auto-adaptation des étages cascadables. Application en linéaire, dans une bande de fréquence de 1 à 100 GHz, et à la régénération de signaux logiques.A linear microwave amplifier is described: its bandwidth is equal to that of the transistors which constitute it, without being limited by the usual bias circuits which include chokes and capacitors with low bandwidth. In this amplifier which includes at least one input transistor 1, the gate bias, at rest, is provided by a BFL type circuit 7, 8, 9, 10, 12, generally used in logic, the output of which is looped back. on the entrance. The input signal VI is applied to both the inverting transistor 7 of the BFL and to the input transistor 1. The same BFL circuit used in an amplification stage 1 + 13 ensures the self-adaptation of the cascadable stages. . Linear application, in a frequency band from 1 to 100 GHz, and to the regeneration of logic signals.
Description
apusq aun sawau xtid jupassod inb 'solsTsuol1 sal la sapolp sal anb slatapusq aun sawau xtid jupassod inb 'solsTsuol1 sal sapolp sal anb slat
sinalatipuoa!tuas sluusodwoa ap ii-7iBd V? sashBa'T luos 'xna a-qua salqlludwuoj lualos senbIol xnseAtu sel anb.nod uoilSlae[od ap la oU.luqa op sluatuala sal anb ao ap lucia alBzl Z s a-i aTuuBssud apuuq autu apassod anb[lo I 1naa-o un allanbel inod uosll- u-1 ztilD OOL yutbn[ saauanbea.j sal saTnoI lue.Anoa aliJrl sail1 aluuasud apuuq dUtl luo sanblâol sl[na.la sal anb ailuou inb aa 'sapuoaasoald aiJ auluzip aunp euquitu uotlvisdo.d ap sdmal sap,aloa lua,&nad sanbleul sanasiaAul sal 'nsauus ua 'ztqú OZ ap sauluzip slinaistild estbbstig zq1 sanblanb ap luelrvA saouanbeaa sap V iauuo!louo} Iluoiantl sva0 ua sanb[lol slinaala sal anb liBs uO 'A - IIl diiltUJ el ap apide- n1aI-aletu ua eluiau9al snld uoSbi ap no uwilliuU dp. oanluas-s ua sas[IuaZ aouanbael-TadA&q slinaila xns luawu-el[ailudsanbllddes uolueAuiq Sl anbllol ua.astllnp apnllqUtll v uoj[ aub taiuluow sap.zd aeasi-zlod Isa ajieaUla uollezaltl[duup aliaud us.ta 'anb[loI la allaauq afXflu adAI un,p lsa uo!Iu.Auli uolas inalea[jtldws,'l 'nuuoo 1l.,l SuBp lue.1noa e98sgp luob inb salloadeu la sjlas 'saouslSlsa, OT sap uluul.odwoz sl!uaala sap uolsnlaxaI B 'sapolp sap la s.xolsisu.zl sap anb iudula;a!,a[oxa lueliodtuoa au slinalza sap 3sd saluXnoJ 'sa[lqils suoiual sap B sa. aslilod luos u&IlaaUlIdtuep salulga sap s.Lo!s uw.1I sap SaT.tij sal '. nalTeolTdUw lea suul 'zltaq-aID WOt la 1 a-lua asl.dmoa 'altel sa.l alusssd S apusq aun.loAu,p o-allatad [n[.nod sanblssela snaTsalIdum xne lioddu, dud solj1pou luos uollsldepsp sllnoaia sal luop lanbloio uatib aluguil ua luej lusuuo[louot 'aouanbaztad q inaesualldwuu un uioaauuj uoluaAul aluas.a).d rI a'.LNVSSVd R(MVU UI sZ. IV sinalatipuoa! tuas sluusodwoa ap ii-7iBd V? sashBa'T luos' xna a-qua salqlludwuoj lualos senbIol xnseAtu salt anb.nod uoilSlae [od ap la oU.luqa op sluatuala sal anb ao ap lucia alBzl Z s ai aTuuBssud apuuq autu apassod anb [lo I 1naa-o an allanbel inod uosll-u-1 ztilD OOL yutbn [saauanbea.j sal saTnoI lue.Anoa aliJrl sail1 aluuasud apuuq dUtl luo sanblâol sl [na.la sal anb ailuou inb aa 'sapuoaasoald aiJ auluzip aunp euquitu uotlvisdo.d ap sdmal sap, aloa lua, & nad sanbleul sanasiaAul sal 'nsauus ua' ztqu OZ ap sauluzip slinaistild estbbstig zq1 sanblanb ap lualrvA saouanbeaa sap V iauuo! louo} Iluoiantl sva0 ua sanb [lol slinaala sal anb liBs uO 'A - IIl diiltUJ el ap apid-n1a-aletu ua eluiau9al snld uoSbi ap no uwilliuU dp. oanluas-s ua sas [IuaZ aouanbael-TadA & q slinaila xns luawu-el [ailudsanbllds of uolueAuiq Sl anbllol ua.astllnp apnllqUtll v uoj [aub taiuluow sap.zd aeasi-zlod Isa ajieaUla uollezaltl [dub aliaud us.ta 'anb [loI la alaauq afXflu adAI a, p lsa uo! Iu.Auli uolas inalea [jtldws, 'nuuoo 1l., l SuBp lue.1noa e98sgp luob inb salloadeu the sjlas' saouslssa, OT sap uluul.odwoz sl! uaala sap uolsnlaxaI B' sapolp sap the ssxolsisu.zl sap anb iudula; a!, a [oxa lueliodtuoa to the slinalza sap 3sd saluvinnoJ 'his [lqils suoiual sap B sa. aslilod luos u & ilaaUlIdtuep salulga sap s.Lo! s uw.1I sap SaT.tij sal '. nalTeolTdUw lea suul 'zltaq-aID WOt the 1a-lua asl.dmoa' altel sa.l alusssd S aun.loAu, p o -allatad [n [.nod sanblssela snaTsalIdum xne lioddu, dud solj1pou luos uollsldepsp sllnoaia sal luop lanbloio uatib aluguil ua luej lusuuo [louot 'aouanbaztad q inaesualldwuu a uioaauuj uoluaAul aluas.a) .d rI a'.LNVSSVd R (MVU UI sZ IV
passante très large.very wide passerby.
On sait par ailleurs qu'un transistor hyperfréquence peut amplifier, dans les circuits linéaires, jusqu'à des fréquences très élevées, mais les problèmes des amplificateurs hyperfréquences viennent des circuit dtiadaptatlon, c'est à dire de polarisation et de charge, qui ont des bandes passantes assez étroites. En effet les circuits de polnrisation, par exemple, sont généralement réalisés, A partir d'une tension -de polarisation, au moyen de résistance, de solfs et de capacités It is also known that a microwave transistor can amplify, in linear circuits, up to very high frequencies, but the problems of the microwave amplifiers come from the circuits of adaptation, that is to say of polarization and charge, which have fairly narrow bandwidths. Indeed the polishing circuits, for example, are generally made, from a bias voltage, by means of resistance, solfs and capacitors.
qui ont elles-mêmes des bandes passantles asoez étroites. who themselves have bands passing as close as they are.
L'invention consiste donc A mettre en oeuvre des circuits connus en logique pour adapter et polariser les étages amplificateurs, de façon à obtenir in amplifieateur linéaire de The invention therefore consists in implementing circuits known in logic for adapting and biasing the amplifier stages, so as to obtain a linear amplifier of
très large bande passante.very wide bandwidth.
Pour fonctionner dans do hbonnes conditions, un transistor hyperfréquence - très généralemont de type à effet de champ - doit avoir sa grille polarisée au repos à une tension de polarisation correctement choisie selon les diagrammes de caractéristiques I(V) de transistor. mais cette tension de polarisation doit être stable. Il est classique de fournir la tension de polarisation à partir d'une souree qui débite à travers une résistance en série avec une self, une capacité étant montée en parallèle et mise à la mnsco: ces composants consomment une grande surface en intégratinn monolithique, ce qui fait qu'ils ne sont pas désirés pour la fabl)ricantion de circuit intégré hyperfréquence en GaAs, mais ils ont ent outre In order to operate in very good conditions, a microwave transistor - very generally of the field effect type - must have its gate biased at rest at a correctly chosen bias voltage according to the transistor characteristic diagrams I (V). but this bias voltage must be stable. It is conventional to provide the bias voltage from a source that delivers through a resistor in series with a choke, a capacitor being connected in parallel and put in the mnsco: these components consume a large surface in monolithic integraratinn, this which means that they are not wanted for the fabrication of microwave integrated circuits in GaAs, but they have not only
une bande passante étroite qui limite cello do l'amplificateur. a narrow bandwidth that limits the amplifier's cello.
Selon l'invention, la grille d'au moins un transistor à effet de champ dans un amplificateur hyperfréqtuence est polarisée au repos par un circuit conrnu en logique qui comprend un inverseur de type BFL(Bufferedç fet logic), suivi par un décaleur. Le signal d'entrée est appliqué simultanément sur la grille du transistor à effet de champ d'entré'o de l'Inverseur et sur la grille du transistor à effol do champ d'entrée de l'amplificateur, lui-même connecté A In sortie du décaleur: chaque fois que la tension de polari.ation sur la grille du transistor amplificateur varie, la réaention rle la porte BFL et According to the invention, the gate of at least one field effect transistor in a hyperfrequency amplifier is biased at rest by a conrnu logic circuit which comprises an inverter BFL type (Bufferedç fet logic), followed by a shifter. The input signal is applied simultaneously to the gate of the input field effect transistor of the Inverter and to the gate of the input field folate transistor of the amplifier, which is itself connected to the Inverter. output of the shifter: each time the polari.ation voltage on the gate of the amplifier transistor varies, the réaention rle the BFL gate and
du décaleur ramène cette tension à SA valeur initiale. the shifter returns this voltage to SA initial value.
Par ailleurs, l'amplificateur comporte au moins un étage dans lequel deux transitors sont montés en amplificateur différentiel, à la façon d'une porte logique OU-NON. La grille du premier transistor reçoit le signal d'entrée. La grille du second transistor est polarisée par le signat de sortie de cet étage, à travers un circuit comprenant un inverseur et un décaleur identiques au circuit décrit ri-dcs.us: ce montage permet de stabiliser la tension rcl polarisation du second transistor de cet étage et en môme temps la tension de polarisation du transistor d'entrée d'utn étage d'amplification suivant. Plusieurs étages d'amplification peuvent alors être montés en cascade, puisque leurs entréesq ns leurs sorties sont autoadaptées. De façon plus précise l'invention concerne un amplificateur linéaire hyperfréquene- h très large bande passante, comportant au moins un transistor à effet de champ dont la grille reçoit un signal dl'entréoe. cet amplificateur étant caractérisé en ce que le circuit de polarisation au repos de la grille de ce transistor d'entrée est constitué par un circuit logique de type BFL comportant: - un inverseur formé par un transis.tor nt sa charge active, alimentée à partir d'une première source de tension - un décaleur formé par un transistor clont la grille est réunie au drain du transistor de l'inverspur, et dont la source est réunie à au moins une diode et A uin transistor source de courant, le décaleur étant alimenté entre la première source de tension et une deuxième source de tension négative, - le signal d'entrée étant appliqué imultanément sur la grille du transistor de l'inverseur, et su,,r la grille du transistor d'entrée de l'amplificateur, ladite grille étant en outre réunie au point de sortie du décaleur commun à la cathode de la diode Furthermore, the amplifier comprises at least one stage in which two transistors are mounted as a differential amplifier, in the manner of an OR-NOT logic gate. The gate of the first transistor receives the input signal. The gate of the second transistor is polarized by the output signal of this stage, through a circuit comprising an inverter and a shifter identical to the circuit described ri-dcs.us: this arrangement makes it possible to stabilize the voltage rc bias of the second transistor of this stage and at the same time the bias voltage of the input transistor of the next amplification stage. Several amplification stages can then be cascaded, since their inputs and outputs are self-tuned. More specifically, the invention relates to a very wide frequency bandwidth microwave linear amplifier comprising at least one field effect transistor whose gate receives a signal from the input. this amplifier being characterized in that the gate bias circuit of the gate of this input transistor is constituted by a logic circuit of BFL type comprising: an inverter formed by a transis.tor nt its active load, powered from a first voltage source - a shifter formed by a transistor clont the gate is connected to the drain of the transistor inverspur, and whose source is connected to at least one diode and A uin current source transistor, the shifter being fed between the first voltage source and a second negative voltage source, - the input signal being imultaneously applied to the gate of the inverter transistor, and su ,, r the gate of the amplifier input transistor , said grid being furthermore united at the exit point of the shifter common to the cathode of the diode
et au drain du transistor source de enurant. and at the drain of the source source transistor.
L'invention sera mieux comprise par la description The invention will be better understood by the description
plus détaillée qui suit maintenant dl'un exemple de réalisation d'amplificateur hyperfréquence de très large bande, cette more detail which follows now an example of realization of microwave amplifier of very wide band, this
description s'appuyant sur les figuires jointes en annexe, qui description based on the attached figures, which
représentent: - figure 1: circuit de polarisation d'lun transistor à effet de champ hyperfréquence selon l'art connu, - figure 2: circuit de polarisation d'un transistor à effet de champ hyperfréquence selon l'invention, - figure 3: diagramme élec1trique d'un amplificateur represent: FIG. 1: polarization circuit of a microwave field effect transistor according to the known art; FIG. 2: polarization circuit of a microwave field effect transistor according to the invention; FIG. 3: diagram electrical of an amplifier
hyperfréquence à très large bande passante sqolon l'invention. very high bandwidth microwave sqolon the invention.
La figure 1, qui représente uin circuit de polarisation d'un transistor A effet de champ hlyperfrquence selon l'art connu, a pour objet de rappeller les limitations apportées par les techniques de l'art connu. Un transistor à effet de champ 1, qui est par exemple le transistor ld'entrée d'un amplificateur, reçoit sur sa grille un signal d'entrée Vl qui est souvent appliqué à travers une capacité de liaison 2, avec une impédance d'entrée 3 qui est très généralement normalisée à 50 Ohms. Pour que le transistor 1 fonctionne correctemont il convient de polariser cette grille à une tension fixe fournie par une source de tension de polarisation Vp, mais cette tension est appliquée à travers un circuit tel que celui qui est représente, ou à travers d'autres types de circuit qui ultilisent des composants passifs, par opposition aux composant semiconducteurs. Dans le cas de la figure 1, qui n'est donc pas limitatif de l'art connu, la tension de polarisation VP est Imitéoe à travers une résistance 4, montée en série avec une self 5, landis qu'une capacité 6 assure le découplage la masse. le principal Inconvénient de ce type de circuit do polarisation réside en ce que la self 5 et la capacité 6 occupent une place importante sur la pastillfie d'un circuit intégré, s'il s'agit d'un circuit hyperfréquence intégré sur un matériau rapide Tll-V, mals de toutes façons le circuit composé par une self 5 et une capacité 6 a lui-même une bande passante relativoment étroite qui limite FIG. 1, which shows a polarization circuit of a transistor A hm effect transistor according to the known art, is intended to recall the limitations provided by the techniques of the prior art. A field effect transistor 1, which is, for example, the input transistor 1 of an amplifier, receives on its gate an input signal Vl which is often applied through a connection capacitor 2, with an input impedance. 3 which is very generally normalized to 50 Ohms. In order for transistor 1 to operate correctly, this gate must be biased to a fixed voltage supplied by a bias voltage source Vp, but this voltage is applied through a circuit such as that which is represented, or through other types. circuitry that utilizes passive components, as opposed to semiconductor components. In the case of Figure 1, which is not limiting of the known art, the bias voltage VP is imitated through a resistor 4, connected in series with a self 5, landis a capacity 6 ensures the decoupling the mass. the main disadvantage of this type of bias circuit is that the self 5 and the capacitor 6 occupy an important place on the pastillfie of an integrated circuit, if it is a microwave circuit integrated on a fast material Tll-V, but anyway the circuit composed by a self 5 and a capacitance 6 itself has a relatively narrow bandwidth limiting
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donc la bande passante de l'amplifienteur polarisé à travers ce so the bandwidth of the polarized amplifiers through this
circuit de polarisation.polarization circuit.
Le fondement de l'invention consiste donc à fournir une tension de polarisation au moyen d'un circuit qui n'utilise que des composants semiconducteurs., ayant eux-mêmes une bande passante aussi large que les cnmposants semiconducteurs qui constituent l'amplificateur. l, cirelit de polarisation The basis of the invention is therefore to provide a bias voltage by means of a circuit which uses only semiconductor components, themselves having a bandwidth as wide as the semiconductor components which constitute the amplifier. l, polarization ring
selon l'invention est représenté en figure 2. according to the invention is shown in FIG.
Si l'on considère que le transistor 1 est le transistor d'entrée d'un amplificateur hyperfréquenee, il reçoit sur sa grille le signal d'entrée VI à travers une capacité 2, et sous une impédance généralement normalisée à 50 Ohms par la résistance 3, par conséquent dans les mêmes conditions que dans l'art connu. Mais la tension de polarisation appliquée sur sa grille, au repos, c'est à dire lorsqu'il n'y a pas de signal d'entrée, est obtenue au moyen d'un circuit comportant -un inverseur de type BFL, suivi par un décaletir. La porte BFL est constituée par un transistor à effet d(le champ 7, chargé par un transistor de charge 8, lui-même alimenté A partir d'une tension VDD. Le drain du transistor 7 est réuni à la source d'un transistor 8, elle même court-circuitée avec sa grille. La grille du transistor 7 est réunie on un point A au signal d'entrée de l'amplificateur. Au point P commun entre le drain du transistor 7 et la source du transisntr 8, le signal inversé est appliqué sur la grille dtun transistor 9, dont le drain est lui aussi alimenté par la tension VDD. Ia tension de la source du transistor 9 est décalée selon une technique par ailleurs connue à travers une ou deux diodes 10 et 1l1, bien que selon l'importance du décalage désiré il puisse y avoir un plus grand nombre de diodes. La cathode de la dernière des diocdes de décalage est réunie à un transistor 12 dit de rappel, dont la source et la grille, court-circutées sont alimentées par une If it is considered that the transistor 1 is the input transistor of a microwave amplifier, it receives on its gate the input signal VI through a capacitor 2, and under an impedance generally normalized to 50 Ohms by the resistance 3, therefore under the same conditions as in the prior art. But the bias voltage applied to its gate, at rest, ie when there is no input signal, is obtained by means of a circuit comprising an inverter of the BFL type, followed by a decant. The gate BFL is constituted by an effect transistor d (the field 7, charged by a charge transistor 8, itself fed from a voltage VDD The drain of the transistor 7 is connected to the source of a transistor 8, which is itself short-circuited with its gate, the gate of transistor 7 is connected to the input signal of the amplifier at point A. At the point P common between the drain of transistor 7 and the source of transistor 8, the The inverted signal is applied to the gate of a transistor 9, the drain of which is also supplied by the voltage V DD .The voltage of the source of the transistor 9 is shifted according to a technique known elsewhere through one or two diodes 10 and 11, although according to the importance of the desired offset, there may be a larger number of diodes, the cathode of the last of the offset diocides is connected to a so-called return transistor 12 whose short-circuited source and gate are energized by one
tension négative VR.negative voltage VR.
Enfin le point commun entre la dernière des diodes de décalage et le drain du transistor do rappel 12, qui constitue la sortie de cet étage de décalage, est connectée sur Ia grille du transistor d'entrée 1 de l'étage amnplificletir, mais en outre ce point est rebouclé sur le point A, o est connectée la Finally, the common point between the last of the offset diodes and the drain of the return transistor 12, which constitutes the output of this shift stage, is connected to the gate of the input transistor 1 of the amnplificletir stage, but also this point is looped back to point A, where o is connected to
grille du transistor d'entrée de la porte 13F1,. 13F1 input gate transistor gate ,.
Le transistor d'entrée 7 do il'étage Inverseur a une transconductance G7; le transistor charge active 8 fournit un courant IBI et soit VA la tension au point A, et VT la tension de seuil du transistor 7. Chaque fois qu In tension VA varie, le signal de variation est inversé par l'inverseur BFL 7 + 8, puis décalé à travers le trnnsistor 9 monté en source suiveuse et à travers les diodes 10 et 11: la réaction de l'étage décaleur ramène VA vers sa valeur initiale. En effet on peut observer que la tension au point commun entre la diode 11, la grille du transistor 1 et le drain dl} transistor 12 est la même que la tension en A. A l'équilibre, on a: IB = G7 (VA - V.r) (1) Ce montage permet donc do polnriser la grille du transitor d'entrée 1 de l'étage amplifincatemr à uin niveau fixe et optimum choisi selon les courbes de carnctéristiques de ce The input transistor 7 of the inverter stage has a transconductance G7; the active load transistor 8 supplies a current IBI and VA is the voltage at the point A, and VT the threshold voltage of the transistor 7. Each time that In voltage VA varies, the variation signal is inverted by the inverter BFL 7 + 8 , then shifted through the trnnsistor 9 mounted source follower and through the diodes 10 and 11: the reaction of the shifter stage brings VA to its initial value. Indeed, it can be observed that the voltage at the common point between the diode 11, the gate of transistor 1 and the drain of transistor 12 is the same as the voltage at A. At equilibrium, we have: IB = G7 (VA (1) This arrangement thus makes it possible to polish the gate of the input transitor 1 of the amplified stage to a fixed and optimum level chosen according to the curves of characteristics of this
transistor 1.transistor 1.
La figure 3 représente Ie sehéma électrique d'un amplificateur à très large bande, utilisant le circuit de polarisation qui vient d'être décrit en figure 2, pour son étage d'entrée, ainsi que le même circuit poulir assurer l'adaptation entre les étages de l'amplificateur. Sur notte figure ont été séparés par des traits pointillés voerticaux l'étage de polarisation d'entrée, le premier étage d'amplification, le premier étage de décalage, un deuxième étage d'amplification et FIG. 3 represents the electrical diagram of a very wide band amplifier, using the polarization circuit which has just been described in FIG. 2, for its input stage, as well as the same circuit for ensuring adaptation between the stages of the amplifier. In this figure, the input bias stage, the first amplification stage, the first shift stage, a second amplification stage and the second stage of amplification have been separated by voided dotted lines.
un deuxième étage de décalage, suivi par in étage de sortie. a second shift stage, followed by an output stage.
Considérons pour l'instant l'étage de polarisation et le premier étage d'amplification, avec son étage de décalage ou d'adaptation. Deux étages d'amplification ont été représentés sur cette figure 3 mais de façon pluis générale l'amplificateur selon l'invention peut être cascadabin et comporter un nombre Let's consider for the moment the polarization stage and the first amplification stage, with its shift or adaptation stage. Two amplification stages have been represented in this FIG. 3, but generally the amplifier according to the invention can be cascadabin and include a number
quelconque d'étages d'amplification. any amplification stage.
L'étage de polarisation est exactement identique, aux modifications de représentation graphliqie près, à l'étage de polarisation représenté en figure 2. le transistor 7 die la porte BFL a été représenté de façon différente pour faciliter la constatation de la répétabilité du circuit entre l'étage de The polarization stage is exactly identical, with the modifications of graphical representation, to the polarization stage represented in FIG. 2. The transistor 7 of the BFL gate has been shown in a different way to facilitate the observation of the repeatability of the circuit between the floor of
polarisation et les étages d'amplification. polarization and amplification stages.
Le premier étage d'amplificrtion comporte un amplificateur différentiel constitué par lI transistor 1, qui constitue donc le transistor d'entrée do l'amplificateur, et le transistor 13. Ces deux transitors sont montés en source commune et leurs drains réunis, ce qtui dnnne une ressemblance avec une porte OU-NON à deux entrées on logique BFL. Le drain commun aux deux transistors 1 et 13 est réuni à une charge active 80, elle-même alimentée A partir d'une tension The first amplification stage comprises a differential amplifier constituted by the transistor 1, which therefore constitutes the input transistor of the amplifier, and the transistor 13. These two transistors are mounted as a common source and their drains joined, which means a resemblance to an OR gate with two inputs on BFL logic. The drain common to the two transistors 1 and 13 is connected to an active load 80, itself powered from a voltage
VDD, comme d'ailleurs tous les transistors de l'amplificateur. VDD, as indeed all the transistors of the amplifier.
La source de la charge 80, connectée A la grille, alimente la grille d'un transistor 90 monté en source suiveuse. Celui-ci débite à travers deux diodes de décalage 100 et 110, avec point commun entre la grille du transistor 13, la grille du transistor d'entrée 14 d'un étage d'amplification suivante, et le drain d'un transistor de rappel 120, connecté par sa source à une tension négative VR. On peut observer que les indices de repère des composants de l'étage d'amplification et de l'étage de décalage ou d'adaptation à l'étage suivant ont été intentionnellement choisis pour mettre en évidenee la similitude de circuit avec le circuit de polarisation Dans cet étage d'amplification, l'inverseur BFEL est ponstitué par les transistors 1 et 80 et l'étage de polarisation avec décalage est constitué par le transistor 90 et par les diodes 100 et 110 et le transistor de rappel 120. La différence entre l'étage de polarisation et ce premier étage d'amplification est qu'un transistor 13 est branché en parallèle avec le transistor 1, et qu'il a sa grille reliée au point communm D. Appellons C le point commun entre la source du transistor 80, le drain de l'amplificateur différentiel 11 + 13 et IR grille du transistor suiveur 90. A l'équilibre on a The source of the charge 80, connected to the gate, supplies the gate of a transistor 90 mounted as a source follower. The latter delivers through two offset diodes 100 and 110, with a common point between the gate of the transistor 13, the gate of the input transistor 14 of a next amplification stage, and the drain of a return transistor. 120, connected by its source to a negative voltage VR. It can be seen that the benchmarks of the components of the amplification stage and of the next stage shifting or matching stage have been intentionally chosen to highlight circuit similarity with the bias circuit. In this amplification stage, the inverter BFEL is constituted by the transistors 1 and 80 and the offset bias stage consists of the transistor 90 and the diodes 100 and 110 and the biasing transistor 120. The difference between the bias stage and this first amplification stage is that a transistor 13 is connected in parallel with the transistor 1, and has its gate connected to the common point D. Call C the common point between the source of the transistor 80, the drain of the differential amplifier 11 + 13 and IR gate of the follower transistor 90. At equilibrium we have
IC 1+ 113IC 1+ 113
si l'on appelle I et I13 les courants. qui traversent les if we call I and I13 the currents. crossing the
transistors 1 et 13.transistors 1 and 13.
1C - G1 (VA - VT) + G13 (VD - VT) (2) 1C - G1 (VA - VT) + G13 (VD - VT) (2)
G1 et G13 étant les transconductrnces des transistors 1 et 13, les tensions de seuil VT étant les mêmes pour tous les G1 and G13 being the transconductures of transistors 1 and 13, the threshold voltages VT being the same for all
transistors d'un même circuit intégré. transistors of the same integrated circuit.
Cette équation 2 permet de fixer lA tension d'équilibre VD au point D, c'est à dire la tension de polarisation à la fois du transistor 13 et di transistor 14 donc la tension de polarisation sur le transistor d'entrée de l'état suivant. Par dérivation dans l'équation 2 on na: This equation 2 makes it possible to fix the equilibrium voltage VD at the point D, ie the bias voltage of both the transistor 13 and the transistor 14, ie the bias voltage on the input transistor of the state. following. By derivation in equation 2 we have:
G VA + G13 A VI =G VA + G13 A VI =
puisque IC est une constante. On en tire GI A VD A3A 1 Ai A VA since IC is a constant. We draw GI A VD A3A 1 Ai A VA
1 13 (3)1 13 (3)
avec A1 = G1with A1 = G1
G=G =
qui constitue le facteur d'amplification. On peuti noter donc que pour avoir amplification il faut que G1 soit supérieur à G13, mais on peut également avoir atténutfion.si on choisit G13 plus which constitutes the amplification factor. We can therefore note that to have amplification it is necessary that G1 is greater than G13, but we can also have attenutfion.si we choose G13 plus
grand que G1.great than G1.
L'équation 3 montre que chaque r-ois que la tension d'entrée VA varie de A VA, la tension de sortie Vi) du premier étage d'amplification est amplifiée en - A 1AVA: le circuit Equation 3 shows that each time that the input voltage VA varies from A VA, the output voltage Vi) of the first amplification stage is amplified in - A 1AVA: the circuit
fonctionne bien comme un amplificateur linérire. works well as a linear amplifier.
Mais en outre puisque l'on n observé qu'une partie de cette étage d'amplification fonctionne exactelment de aIn même façon que l'étage de polarisation d'entrée, on en conclut que la tension VD est stabilisée de la même façon. que la tension de polarisation VA du transistor I: par conséquent la tension de polarisation du transistor d'epnitrée 14 d'un étage d'amplification suivant est elle au.l stahbllisée. Il y a donc adaptation entre les étages cascadéq dans tun amplificateur à But furthermore, since only a part of this amplification stage has been observed to function exactly in the same way as the input bias stage, it is concluded that the voltage VD is stabilized in the same way. that the bias voltage VA of the transistor I: therefore the bias voltage of the epititre transistor 14 of a subsequent amplification stage is it au.l stahbllisée. So there is adaptation between the stages cascadéq in tun amplifier to
plusieurs étages.many floors.
Considérons maintenant un amplificateur qui comporterait deux étages d'amplification tel que représenté sur la figure 3. Le second étage d'amplification va fonctionner exactement de la même façon que le premier étage d'amplification et si l'on appelle E le point commun entre les drains de l'amplificateur différentiel, eonstitué par les transistors 14 et 15, et le transistor 81, et F Io point commuin entre les diodes décaleuses 101 et 111, le drain du transistor 121 et la grille du transistor 15, on a de la même façon que précédemment Now consider an amplifier that has two amplification stages as shown in Figure 3. The second amplification stage will operate in exactly the same way as the first amplification stage and if we call E the common point between the drains of the differential amplifier, constituted by the transistors 14 and 15, and the transistor 81, and F Io common point between the diodes 101 and 111, the drain of the transistor 121 and the gate of the transistor 15, there is the same way as before
E 114 + 15E 114 + 15
E = G14 (VD - VT) + G15 (VF - VT) (4) E = G14 (VD-VT) + G15 (VF-VT) (4)
G14 et G15 étant les transcond,,ctaneq des transistors 14 et 15, VD la tension appliquée sur la grille du transistor d'entrée 14, VF la tension de sortie appliquée sur la grille du transistor 15, VT leur tension de seti l commutne qui est la même pour tous les transistors du circuit inte gré. VD étant fixé par l'équation 2, l'équation 4 fixe la tension VF De même façon que pré.efdemment on obtient l'ampliflcation en petit signaux G A VF = 1 a V = -A2 aVD D'o Az D'o VF = Al A2 VA Les deux étages d'amplification donnent tin gain en décibels qui G14 and G15 being the transconductances of transistors 14 and 15, VD the voltage applied to the gate of the input transistor 14, VF the output voltage applied to the gate of transistor 15, VT their set voltage l switches which is the same for all transistors of the integrated circuit. As VD is fixed by equation 2, equation 4 sets the voltage VF. In the same way as previously we obtain ampliflcation in small GA signals VF = 1 to V = -A2 aVD D'o Az D'o VF = Al A2 VA The two stages of amplification give a gain in decibels which
est la somme des gains en décibels de chaqute étage. is the sum of the gains in decibels of each floor.
Les signaux de sortie au point F du second étage peuvent être amplifiés par un dernier étage de puissance constitué par un transistor 16, qui ptrmet do sortir des signaux The output signals at the point F of the second stage can be amplified by a last power stage constituted by a transistor 16, which can output signals
utilisables dans des liaisons à 50 Ohms par oxeomple. can be used in 50 ohm connections by oxeomple.
e eoat tuWJoj U!u twdt las9aTjTIdwusanb[lol xnful8s sap luilqo uo e 'oull Ud 'uoiluaAull uolas.nayealjTldwal T ap, uaAou nu taljlidu bal luawalqaIiaLad Inad uo sanbTioI xnuuâls sal.1a-audeaJ anod: aouelsip apuez aun nnoo.ed ÀIOA1 sdIdu s!lql|jju juos XtnUuls sal alduaxa.zd sanbii.tunu suoisslwsuudl sael uu sanbjloj xneuuls ap inaleo[lî;due luaeaoxo un a.-tno uao sa! suw 'apueq a.Tel ap aouanb,.JJiadRq 01I slina. Ja sal suup 9gilll o.ta Inad inasljtldwu laD g.,eajid uoilsi.Ilod ap lutod a1nal y sanluaujjldtue s.lolssuewl sal iquaeutwu ap la sa.ilnu xnu bui sI sataau sap.aldepp,p Tauued a.,aegutr lTnalT la aonbiloi l!nilaj oalua aouuiue alaD anblâol adl ap s1lnalJl sai suup.aSllPhP> opnllqeq[l uonb sitw nuuooD los ua Isa uwuqos al luop suo!ioas sap anb Isule 'saâTel xnap sap Slalluaa.Jjp sJnalulJlduidwu sol anb slal alie.aull ad,& ap luos inb suoolas sop auop d-audwoa liaap JalOaaliwduIdtule, 56Z9Z eoat tuWJoj U! u twdt las9aTjTIdwusanb [lol xnful8s sap luilqo uo uoiluaAull uolas.nayealjTldwal T ap, ua or nu nu talal luallaaladiaIaLad Inad uo sanbTioI xnuuâls sal.1a-audeaJ anod: aouelsip apuez aun nnoo.ed ToIOA1 sdIdu s! lql | jju juos XtnUuls sal alduaxa.zd sanbii.tunu suoisslwsuudl sael uu sanbjloj xneuuls ap inaleo [lî; due luaeaoxo a a.-tno uao sa! suw 'apueq a.Tel ap aouanb, .JJiadRq 01I slina. In addition to this, there is a need to improve the quality of life in the world. It is also important that the country has a good reputation for good health and well-being. ! nilaj oalua aouaue alaD anblâol adl ap s1lnalJl sai suup.aSllPhP> opnllqeq [l uonb sitw nuuooD los ua Isa uwuqos al luop suo! ioas sap anb Isule 'saâTel xnap sap Slalluaa.Jjp sJnalulJlduidwu sol anb slal alie.aull ad, & ap luos inb suoolas sop auop d-audwoa liaap JalOaaliwduIdtule, 56Z9Z
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